设计模式七大原则

设计模式的目的

  1. 代码重用性(相同的代码,不用多次编写)
  2. 可读性(编程规范,便于其他人阅读)
  3. 可扩展性(需要增加新功能时,方便扩展,称为可维护)
  4. 可靠性(增加新功能后,对原来的功能没有影响)
  5. 是程序呈现高内聚,低耦合

设计模式七大原则概述

1.单一职责原则

有且仅有一个原因引起类的变更

注意事项和细节

  1. 降低类的复杂度,一个类只负责一项职责
  2. 提高类的可读性,可维护性
  3. 降低变更引起的风险
  4. 通常情况下,应当遵循单一职责原则,只有逻辑足够简单,才可以在代码级违反单一职责原则;只有类中方法量足够少,可以在方法级别保持单一职责原则

2.接口隔离原则

客户端不应该依赖它不需要的接口,即一个类对另一个类的依赖应该建立在最小接口上

3.依赖倒转原则

  1. 高层模块不应该依赖低层模块,两者都要依赖其抽象(模块间的依赖通过抽象产生,实现类不直接发生依赖)
  2. 抽象不应该依赖细节(接口或者抽象类不依赖实现类)
  3. 细节可以依赖抽象(实现类依赖接口或抽象类)

注意事项和细节

  1. 每个类尽量都有接口或者抽象类
  2. 变量的表面类型尽量是接口或者抽象类
  3. 任何类都不应该从具体类派生
  4. 尽量不要复写基类已实现的方法
  5. 结合里氏替换原则使用

4.里氏替换原

所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象
注意事项和细节
优点:

  1. 提高代码的重用性
  2. 提高代码的可拓展性
  3. 提高项目的开放性

缺点:

  1. 记成是入侵式的,只要继承,就有父类的属性和方法
  2. 降低代码灵活性,子类多了父类的约束
  3. 增强耦合性,父类的常量/变量/方法改动时,必须考虑子类的修改

四层含义:

  1. 子类可以实现父类的抽象方法,但不能覆盖父类的非抽象方法。
  2. 子类中可以增加自己特有的方法。
  3. 当子类的方法重载父类的方法时,方法的前置条件(即方法的形参)要比父类方法的输入参数更宽松。
  4. 当子类的方法实现父类的抽象方法时,方法的后置条件(即方法的返回值)要比父类更严格。

5.开闭原则(ocp)

一个软件实体应该对扩展开放,对修改关闭。
注意事项和细节
当一个软件实体需要扩展的时候,不要去修改原有的代码,而是去扩展原有的代码。
开闭原则是最基础的一个原则,六大原则都是开闭原则的具体形态。

6.迪米特法则

一个对象应该对其他对象有最小的了解(低耦合)
注意事项和细节

  1. 方法尽量不引入类中不存在的对象
  2. 尽量不要暴露过多public方法和非晶态public变量,尽量内敛
  3. 如果一个方法放在本类中,既不增加类间的关系,也不对本类产生负面影响,就可放置在本类中

7.合成复用原则

在一个新的对象里面使用一些已有的对象,使其成为新对象的一部分。新对象通过委派达到复用已有功能的效果。
注意事项和细节
尽量首先使用合成/聚合的方式,而不是使用继承

### 设计模式七大原则详解 #### 单一职责原则 (SRP) 单一职责原则指出一个类应该只有一个引起它变化的原因。如果一个类承担了过多的责任,则会增加其复杂度,降低系统的稳定性。因此,在设计时应确保每个类只负责一项功能[^1]。 ```java // 正确做法:分离不同职责到不同的类中 class User { private String name; public void setName(String newName){ this.name = newName; } } ``` #### 开闭原则 (OCP) 开闭原则强调软件实体应对扩展开放而对修改关闭。这意味着可以通过添加新代码的方式使系统行为发生改变而不必改动现有源码。利用接口或抽象基类可以很好地支持这一特性[^3]。 ```csharp public interface IShape{ double GetArea(); } public class Circle : IShape{/*...*/} public class Rectangle : IShape{/*...*/} // 新增形状无需更改原有逻辑 List<IShape> shapes = new List<IShape>(); shapes.Add(new Circle()); shapes.Add(new Rectangle()); foreach(var shape in shapes){ Console.WriteLine(shape.GetArea()); } ``` #### 里氏替换原则 (LSP) 该原则规定子类型必须能够完全替代它们的父类型。任何原本使用基类对象的地方都可以直接替换成派生类的对象而不影响程序正确性。这有助于提高继承结构的安全性和灵活性[^2]。 ```cpp class Bird { virtual void fly()=0; }; class Sparrow : public Bird {/* 实现fly方法 */}; class Ostrich : public Bird {/* 不实现fly,违背此原则 */} ``` #### 接口隔离原则 (ISP) 接口隔离原则提倡客户端不应该依赖于那些他们不使用的接口;多个特定客户专用的小接口优于一个通用的大接口。这样做可以让各个组件之间的耦合更加松散,便于后期维护和升级。 ```typescript interface IPrinterOperations { print():void; } interface IFaxOperations { sendFax(faxData:string):boolean; } class ModernPrinter implements IPrinterOperations,IFaxOperations {/* ... */} ``` #### 依赖倒置原则 (DIP) 高层模块不应依赖低层模块,二者都应该依赖于抽象;具体而言就是面向接口编程而非具体的实现。这样的架构使得整个应用程序更易于测试、重构以及适应未来需求的变化。 ```python from abc import ABCMeta, abstractmethod class Switchable(metaclass=ABCMeta): @abstractmethod def turn_on(self)->None: pass def switch_power(device:Switchable): device.turn_on() ``` #### 迪米特法则/最少知道原则 (LoD) 迪米特法则是指一个对象应当对其它对象有尽可能少的了解。换句话说,尽量减少相互间的交互关系,保持较低程度的耦合状态。这样做的好处是可以简化调试过程并增强系统的健壮性。 ```php <?php class LightBulb { function on(){/*...*/} function off(){/*...*/} } $lightbulb=new LightBulb(); // 避免过度暴露内部属性给外部调用者 echo $lightbulb->on(); ?> ``` #### 合成聚合复用原则 (CARP) 合成聚合复用原则建议优先考虑组合/聚合方式重用已有组件的功能,而不是通过继承机制来达到目的。因为前者通常具有更好的可读性和更高的内聚力,同时也更容易理解和管理。 ```xml <!-- XML配置文件 --> <person> <name>John Doe</name> <!-- 使用地址作为组成部分 --> <address street="Main St." city="Springfield"/> </person> ```
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